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基于STAT1信号通路探讨哮喘宁颗粒对哮喘大鼠Th1/Th2免疫平衡的调节作用

单敏敏  
【摘要】:研究目的:哮喘是免疫炎性疾病,其中T淋巴细胞相关气道炎症反应起着重要作用。气道炎症以Th2细胞活化、嗜酸性粒细胞EOS浸润和IgE升高为主要特征。Th1/Th2细胞失衡在哮喘发病机制中起着重要作用。STAT1信号通路在哮喘的病理及发病过程中扮演着重要角色。在IL-27介导下,STAT1蛋白出现磷酸化表达,进而促进Th1型免疫反应,抑制Th2免疫反应,使二者达到平衡状态。支气管哮喘中,STAT1磷酸化障碍,引起IL-27抑制Th2细胞功能受损,导致Th1/Th2平衡失调,诱发、加重哮喘。因此,提高STAT1磷酸化水平,增强IL-27-STAT1通路对Th2细胞的抑制作用,恢复哮喘患者气道内Th1/Th2免疫平衡,给哮喘治疗提供了新的通路及靶点。哮喘宁颗粒临床疗效显著,前期研究证实,哮喘宁颗粒能够抑制哮喘模型小鼠T细胞的活化,促进Th1/Th2平衡。基于STAT1通路对Th细胞免疫平衡的调节作用,我们提出“哮喘宁颗粒通过调控STAT1通路从而达到调节哮喘Th1/Th2免疫失衡,减轻气道炎症反应”的科学假说。本项目建立在既往研究工作基础上,通过哮喘宁颗粒干预哮喘大鼠模型,与其余各组比较,采用支气管肺泡灌洗、免疫组化、WB等技术与方法,分别对该模型的支气管肺组织、支气管肺泡灌洗液等进行深入研究,揭示哮喘宁颗粒在STAT1通路调控中的作用靶点,阐明哮喘宁颗粒通过STAT1通路调节支气管哮喘Th1/Th2免疫平衡的作用机理,为其临床应用提供客观实验依据。研究方法:本研究在课题组前期工作基础上,将雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、IL-27预防组、IL-27治疗组、哮喘宁组、哮喘宁加STAT1抑制剂组。采用卵蛋白混合致敏的方法,复制哮喘大鼠模型,并用哮喘宁颗粒、IL-27对哮喘大鼠进行干预,与其余各组相比较,观察血清及BALF、肺组织中相关指标浓度、阳性细胞表达及蛋白表达的变化情况,研究哮喘宁颗粒通过STAT1通路对哮喘大鼠免疫炎症失衡的调节作用。研究结果:(1)与正常组比较,模型组大鼠肺组织切片可见支气管和血管周围及管腔内大量炎性细胞浸润,可见大量巨噬细胞,大量嗜酸性粒细胞及淋巴细胞渗出;支气管粘膜上皮水肿、变性和脱落;毛细血管充血扩张,小支气管和终末细支气管可见粘液栓,细支气管和小血管的管壁轻度增厚;肺泡腔融合扩大,肺泡壁部分增厚,肺泡上皮细胞增多,可见肺大泡。其余各组炎症损伤较模型组减轻。(2)与正常组比较,免疫组化结果提示模型组大鼠IFN-γ水平和STAT1水平均下降(P均0.01),IL-4水平升高(P0.01);与模型组比较,IL-27预防组、IL-27治疗组和哮喘宁组大鼠IFN-γ水平和STAT1水平均升高(P均0.01),IL-4水平下降(P均0.01);哮喘宁加STATI抑制剂组较模型组大鼠IFN-y水平升高(P0.01),IL-4水平下降(P0.01),STAT1水平轻度增高,但差异无统计学意义。说明模型组大鼠存在Th2免疫应答亢进、Th1免疫应答减弱,大鼠气道、肺组织有明显的炎症反应。而与模型组相比,IL-27预防组和治疗组、哮喘宁组和哮喘宁加STAT1抑制剂组的肺组织炎症细胞浸润及气道分泌物均减少,提示IL-27和哮喘宁颗粒对哮喘大鼠起到一定的抑制炎症作用。IL-27预防组效果优于治疗组;哮喘宁颗粒组效果优于哮喘宁加STAT1抑制剂组,差异有统计学意义。(3)与正常组比较,模型组嗜酸性粒细胞计数及百分比均升高(P均0.01);模型大鼠血清及BALF中IL-4升高、IFN-γ明显降低(P均0.01),肺组织中IFN-γ、STAT1和Samd2表达水平明显降低(P均0.05),IL-4表达水平明显升高(P0.05)。与模型组比较,其余治疗各组大鼠血中嗜酸性粒细胞及百分比均降低(P均0.01);其余治疗各组大鼠血清及BALF中IL-4降低、IFN-γ升高(P均0.05);IL-27预防组和哮喘宁组大鼠肺组织中IFN-y、STAT1和Samd2表达水平明显升高(P均0.05),IL-4表达水平明显降低(P均0.05);IL-27治疗组大鼠肺组织IL-4表达水平降低(P0.05),但肺组织中IFN-γ、STAT1和Samd2表达水平较模型组比较差异无统计学意义;哮喘宁加STAT1抑制剂组大鼠较模型组比较肺组织各个指标表达水平之间差异无统计学意义。其中IL-27预防组效果优于IL-27治疗组(P0.05);哮喘宁组效果优于哮喘宁加STAT1抑制剂组(P0.05)。研究结论:(1)哮喘宁颗粒和IL-27预防组都可促进大鼠肺组织STAT1的磷酸化表达,并激活STAT1细胞信号传导通路,从而增强Th1免疫应答,抑制Th2免疫应答,进而减轻哮喘大鼠的肺组织炎症反应,而哮喘宁颗粒这一作用可被STAT1抑制剂所阻断。(2)根据以上结果,认为哮喘宁颗粒抑制哮喘炎症的机制同STAT1调控通路相关。哮喘宁颗粒通过激活STAT1信号通路,进而通过增加STAT1磷酸化水平,抑制IL-4,升高IFN-y,恢复Th1/Th2细胞平衡,发挥气道炎症的抑制作用。IL-27是STAT1通路上的上游蛋白,因此我们推测哮喘宁颗粒发挥抑制炎症的作用可能与IL-27相关,这有待于进一步研究证实。


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